18 stycznia 2016, 09:21

Galaktyka

Nasza galaktyka nazywana jest Drogą Mleczną. Takich galaktyk we Wszechświecie jest bez liku. Są one wyspami pośród ciemnej czeluści. Dowiedzmy się o nich czegoś więcej.

Droga Mleczna w liczbach

Takich Układów Słonecznych jak nasz, z gwiazdą w centrum i obiegającymi ją planetami, jest bardzo wiele. Wraz z pyłem, gazami i ciemną materią tworzą one galaktykę. Nasza galaktyka nazywana jest Drogą Mleczną. Takich galaktyk jest we Wszechświecie bez liku. Są one swoistymi wyspami pośród ciemnej czeluści kosmosu. Wyglądają one niczym tropikalny huragan, czyli wirują wokół środkowej części układu, nazywanej jądrem.

W przeciwieństwie do huraganu w galaktyce rolę chmur grają gwiazdy i smugi gazów. Im bliżej jądra, tym więcej gwiazd gromadzi się obok siebie. W samym jądrze najprawdopodobniej znajduje się masywna czarna dziura. Nasza galaktyka posiada około 500 miliardów gwiazd. Aby zrozumień jej rozmiary trzeba wyobrazić sobie, że Słońce potrzebuje, aby okrążyć jej centrum aż 230 milionów lat, mimo iż porusza się wokół niego z prędkością 965 tysięcy kilometrów na godzinę.


Fragment Drogi Mlecznej widzianej z powierzchni Ziemi. Fot. voices.nationalgeographic.com

Światło by przedostać się z jednego krańca Drogi Mlecznej na drugi potrzebuje aż 100 tysięcy lat. Natomiast z jądra galaktyki do nas światło wędruje 27 tysięcy lat. Na początku 2009 roku naukowcy oświadczyli, że nasza galaktyka jest nie tylko większa, ale i masywniejsza niż wcześniej sądzono. Najbardziej zaskakujące okazały się dane o jej masie, która jest nawet o połowę większa niż wynikałoby to z poprzednich badań. O rozmiarach Drogi Mlecznej wciąż uzyskujemy nowe, istotne informacje. Dzięki nim możemy uświadomić sobie swoją mikroskopijność względem galaktyki.

W samym centrum

Naukowców ciekawi centrum naszej Galaktyki, gdzie z całą pewnością znajduje się czarna dziura, czyli obiekt, który tak intensywnie oddziałuje na swoje otoczenie, że pochłania wszystko, nawet światło, które nie jest w stanie się z niej wydostać. Czarna dziura znajduje się 27 tysięcy las świetlnych od nas i jeśli chcielibyśmy ustalić jej położenie na niebie, to musielibyśmy spoglądać w kierunku gwiazdozbioru Strzelca.


Artystyczna wizja obiektu Sagitterius-A. Fot. NASA.

Okazuje się, że nie jest to wcale zwyczajna czarna dziura, ale supermasywna czarna dziura, która według obecnej wiedzy naukowej ma masę aż czterech milionów Słońc. Obiekt został nazwany Sagittarius-A i składa się z pozostałości po supernowej, struktury spiralnej oraz bardzo jasnego zwartego źródła promieniowania radiowego w środku spirali. Naukowcy obserwując czarne dziury podobne do tej z centrum naszej Galaktyki, są zdania, że w przyszłości czarna dziura w Drodze Mlecznej będzie rosnąć, pochłaniając gwiazdy i mniejsze czarne dziury znajdujące się w jej okolicy.

Galaktyka spiralna z poprzeczką

Droga Mleczna to galaktyka spiralna z poprzeczką, czyli taka, która składa się z jądra i ramion, które nie wychodzą bezpośrednio z niego, lecz z końców poprzeczki zbudowanej m.in. z gwiazd i przebiegającej przez jądro. Jest to inny układ niż w tradycyjnej galaktyce spiralnej, która ma wygląd perfekcyjnego wiru. Wraz z przeprowadzanymi dalszymi obserwacjami naukowcy zdobywają coraz więcej dowodów na to, że w naszej Galaktyce poprzeczka istnieje.


Artystyczna wizja Drogi Mlecznej. Fot. clarkplanetarium.org

Jednak nigdy nie będziemy posiadać zdjęcia, które raz na zawsze potwierdzi te badania. Aby móc sfotografować Drogę Mleczną z takiej perspektywy jak uwieczniamy inne galaktyki, potrzebowalibyśmy milionów lat, żeby wydostać się z Galaktyki, a następnie oddalić się na odpowiednią odległość. Pozostają nam więc pomiary w podczerwieni za pomocą przyrządów, takich jak Teleskop Spitzera. Badacze ustalili, że takie galaktyki jak nasza, czyli spiralne z poprzeczką, stanowią połowę liczby galaktyk karłowatych.

Jądro Drogi Mlecznej zbudowane jest ze starych gwiazd, natomiast ramiona z gwiazd młodych. W naszej Galaktyce mamy trzy główne ramiona: Strzelca, Oriona i Perseusza. Ziemia wraz z całym Układem Słonecznym znajduje się na skraju Galaktyki na ramieniu Oriona.

Inne rodzaje galaktyk

Oprócz galaktyk spiralnych we Wszechświecie występują galaktyki eliptyczne, soczewkowate i nieregularne. Te pierwsze przypominają kulę lub elipsę, w dodatku są spłaszczone. Astronomowie badając je zawsze podają stopień ich spłaszczenia w skali od 1 do 7. Tego typu galaktyki najjaśniejsze są zawsze w swoim centrum, a im dalej na zewnątrz, tym blask ich się zmniejsza, dlatego trudno jest określić, gdzie się kończą.

Galaktyki eliptyczne zbudowane są ze starych gwiazd i mają masę miliardów Słońc, przy tym osiągając średnicę nawet kilku milionów lat świetlnych. Galaktyki soczewkowate są rodzajem pośrednim między spiralnymi i eliptycznymi. Podobnie jak eliptycznie nie posiadają wyraźnych granic i zbudowane są wyłącznie ze starych gwiazd. Jedynym elementem, który je wyróżnia jest ich kształt, który przypomina soczewkę. Najbardziej dziwacznym rodzajem galaktyk, są galaktyki nieregularne. Pod względem kształtu nie można ich zaliczyć do żadnej z poprzednich grup.


Galaktyka Sobrero M104, NGC 4594. Fot. NASA.

Dobrym przykładem takiej galaktyki jest Wielki Obłok Magellana. Wygląda on jak plama na podłodze. Jednak także i te galaktyki wykazują cechy wspólne dla galaktyki. Naukowcy rozbili galaktyki nieregularne na dwie grupy. W pierwszej umieścili te, które pod względem zachowania przypominają galaktyki spiralne, czyli wykazują obrót wokół własnej osi.

Jednak przy tym nie posiadają one ani jądra, ani też ramion. W drugiej grupie znajdują się galaktyki całkowicie nieregularne, których kształt jest fikuśny. Zbudowane są one w sporej części z gwiazd młodych. Obiekty nieregularne są najrzadziej spotykanym typem galaktyk, ponieważ stanowią tylko 5 procent wszystkich znanych nam galaktyk.

Gromady galaktyk

Różnorodne galaktyki, które wypełniają bezmiar kosmosu, często łączą się w gromady, które nazywane są po prostu gromadami galaktyk. Aby taka grupa mogła powstać potrzebne jest zbliżenie się do siebie galaktyk na tyle, aby mogły one częściowo na siebie wpływać. Nasza galaktyka, czyli Droga Mleczna, wchodzi w skład gromady nazywanej Grupą Lokalną.

Poza naszą galaktyką znajduje się w niej galaktyka Andromedy z gwiazdozbioru o tej samej nazwie oraz galaktyka M33 z gwiazdozbioru Trójkąta. Największą w tej gromadzie jest oczywiście galaktyka Andromedy, natomiast Droga Mleczna posiada średni rozmiar. Gromady możemy, podobnie jak galaktyki, podzielić na dwie grupy: regularne i nieregularne. Te pierwsze tworzą jedynie galaktyki eliptyczne i soczewkowate. Natomiast w tej drugiej grupie mogą się też znajdować galaktyki spiralne, czyli takie jak nasza.


Galaktyka Trójkąta M33, NGC 598. Fot. ESO.

Jedną z większych gromad jakie udało się nam odkryć jest ta znajdująca się w konstelacji Panny i skupia aż 2,5 tysiąca galaktyk, głównie spiralnych. Galaktyki to nic innego jak gwiezdne wyspy rozproszone we Wszechświecie, które czasem mogą na siebie wpadać. Tak też jest między galaktykami znajdującymi się w grupach. Naszą Galaktykę w dalekiej przyszłości też czeka kolizja. Według najnowszych badań stanie się to wcześniej niż sądzono przez ostatnie kilkadziesiąt lat.

Powodów do paniki jednak nie ma, ponieważ te dramatyczne wydarzenie będzie można zaobserwować dopiero za 5 miliardów lat, ponieważ tyle czasu zajmie galaktyce Andromedy pokonanie dzielącej nas odległości 2 milionów lat świetlnych. Do tego czasu Słońce zmieni się w białego karła, a ludzkość przy obecnym postępie techniki będzie w stanie opuścić Drogę Mleczną.

Czarna dziura

Pierwsza teoria na temat istnienia czarnej dziury pojawiła się w 1783 roku. Angielski astronom John Michell był zdania, że w kosmosie może istnieć obiekt, który jest tak masywny, że nawet światło, poruszające się z największą znaną nam prędkością, nie mogłoby się z niego wydostać. To była jedynie teoria, ponieważ musieliśmy poczekać prawie 200 lat, aby dopiero w 1967 roku po odkryciu obiektów mogących spełniać założenia teorii Michella oficjalnie można było zacząć używać nazwy czarna dziura, którą zaproponował amerykański fizyk John Wheeler.

Do dziś naukowcom udało się odkryć wiele czarnych dziur i każda kolejna zaskakiwała swoimi właściwościami. Nadal nie potrafimy dokładnie określić czym tak naprawdę są, znamy jednak niektóre ich cechy, świadczące o niezwykłej potędze tego obiektu. Czarne dziury posiadają tak olbrzymią grawitację, że prędkość ucieczki z nich przekracza prędkość światła. Zakładając, że nie ma nic szybszego od światła, czarne dziury pochłaniają dosłownie wszystko, materię i energię. Dzięki temu czarne dziury są niewidoczne gołym okiem.


Artystyczna wizja czarnej dziury.

Naukowcy określili punkt po przekroczeniu którego nie jest możliwe wydostanie się spod oddziaływania tego obiektu. Granicę tą nazwano horyzontem zdarzeń. Sądzi się, że mają tam miejsce zjawiska, których pojęcie będzie możliwe dopiero w przyszłości. Początkiem powstawania czarnej dziury jest ostatni etap życia gwiazdy, która jest od kilkudziesięciu do kilkuset razy masywniejsza od Słońca. Następnie dochodzi do eksplozji, którą nazywamy supernową. Po niej gwiazda otrzymuje nazwę neutronowej i ma niewielkie rozmiary, chociaż jej gęstość jest znaczna. Jeśli masa jest dostatecznie wielka dochodzi do zapadania się obiektu pod wpływem własnego ciężaru, aż wreszcie tworzy się czarna dziura.

Kolejne etapy jej powstawania od czasu gwiazdy neutronowej są skąpo opisane, ponieważ wiedza na ten temat obecnie nie jest duża, ale wciąż się rozszerza. Według niektórych teorii czarna dziura to drzwi do innych wymiarów lub Wszechświatów, może też powodować spowolnienie czasu. Niestety najprawdopodobniej nigdy nie dowiemy się ostatecznie czy to prawda, ponieważ cokolwiek zostanie przez ten obiekt pochłonięte, nie może się już wydostać. Niewątpliwie czarne dziury to jedne z najbardziej intrygujących obiektów jakie bada współczesna astronomia. Znaczną część wiedzy na ich temat posiadamy od genialnego kosmologa Stephena Hawkinga.

Kwazar

W dziewiętnastym wieku obserwacje nieba przyniosły odkrycia nie tylko słabszych gwiazd, które nie były widoczne gołym okiem, ale także obiektów, które przez następne dziesiątki lat uznawane były niesłusznie za gwiazdy. Nic dziwnego, ponieważ wtedy nie posiadano urządzeń mogących odróżnić tajemnicze obiekty od zwyczajnych gwiazd. Dopiero w latach 50. ubiegłego wieku, kiedy astronomowie mogli wykorzystywać do obserwacji nieba olbrzymie radioteleskopy, stało się jasne, że obiekty wyglądające jak gwiazdy w rzeczywistości są czymś zupełnie innym.


Artystyczna wizja kwazara.

Dowiedziono, że nieustannie emitują one promieniowanie elektromagnetyczne o znaczącej mocy. Nowo odkryte obiekty nazwano kwazarami. Dzisiaj wiemy, że najdalsze z nich znajdują się na krańcach obserwowanego przez nas Wszechświata, miliardy lat świetlnych od nas. Oznacza to, że tworzyły się one w pierwszym etapie rozwoju Wszechświata. Badania na przestrzeni dziesiątek lat przyniosły nam wiele odpowiedzi na kluczowe pytania związane z kwazarami.

Wiemy, że są to aktywne galaktyki ze źródłem intensywnego promieniowania w ich jądrze. Promieniowanie to efekt opadania gazu i pyłu na dysk akrecyjny czarnej dziury znajdującej się w jądrze galaktyki, które niczym węgiel wrzucany do pieca, gwałtownie podnoszą temperaturę do miliarda stopni i uwalniają promieniowanie. W ciągu każdej sekundy najpotężniejsze kwazary są w stanie wyemitować tyle energii, co biliony takich gwiazd jak nasze Słońce.

Gwiazdy zmienne

Nie wszystkie gwiazdy na nocnym niebie każdej następnej doby świecą z podobną jasnością. W głębiach kosmosu mamy do czynienia z gwiazdami, które znajdują się tak blisko siebie, że oddziałując grawitacyjnie krążą wokół siebie. Z powierzchni Ziemi obserwujemy więc zaćmienia obu gwiazd na przemian. Chociaż w rzeczywistości gwiazdy są dwie, to jednak my możemy zobaczyć tylko jeden punkt, który w dodatku każdej nocy charakteryzuje się inną jasnością. Niektóre gwiazdy zmieniają blask z biegiem dni, inne z upływem miesięcy, a jeszcze inne przez lata.


Artystyczna wizja gwiazdy zmiennej Algol.

Jedną z najciekawszych pod tym względem gwiazd jest Algol, znajdujący się w gwiazdozbiorze Perseusza. Okres najlepszej widoczności gwiazdy właśnie się rozpoczął, dlatego warto w nocy spoglądnąć wysoko nad północny horyzont i przyglądnąć się tej gwieździe bardzo dokładnie. Wystarczą tylko trzy noce, aby zobaczyć różnicę w jasności Algola, który jest gwiazdą podwójną, co każde 2,87 doby przysłanianą przez sąsiednią gwiazdę. Poza układami zaćmieniowymi mamy również gwiazdy pulsujące, czyli takie, które zmieniają swoją jasność z powodu zwiększania i zmniejszania swoich rozmiarów na skutek zmian zachodzących w procesie absorpcji.

Olbrzymie gwiazdy

Słońce, chociaż jest pod względem średnicy 109 razy większe od Ziemi, to jednak jest uważane za gwiazdę średniej wielkości. Są gwiazdy wobec których Słońce jest zaledwie maczkiem. Większe od Słońca są błękitne olbrzymy. Ich średnica przewyższa słoneczną kilka lub też kilkanaście razy. Przykładem takiej gwiazdy jest Bellatrix, umiejscowiona w prawej górnej części gwiazdozbioru Oriona. Mieni się intensywnym niebieskim kolorem.

Ponieważ błękitne olbrzymy są gwiazdami masywnymi, to ich życie nie trwa w skali kosmicznej bardzo długo. Istnieją od kilkudziesięciu do najwyżej kilkuset milionów lat. Większe od błękitnych olbrzymów są błękitne nadolbrzymy. Mają one nawet 50 mas Słońca. Niewiele jest tego typu gwiazd we Wszechświecie. Są one uważane za największe, najjaśniejsze i najgorętsze gwiazdy. Ze względu na swoją masę żyją jeszcze krócej niż błękitne olbrzymy, ledwie 10 milionów lat. Przykładem takiego nadolbrzyma jest Rigel, znajdujący się w prawej dolnej części gwiazdozbioru Oriona i jest on najjaśniejszą gwiazdą tej konstelacji.


Artystyczna wizja Epsilon Aurigae.

Astronomia zna jeszcze czerwonego nadolbrzyma. To duża gwiazda, ale charakteryzująca się małą gęstością i niską temperaturą. Gwiazdy takie są 1,5 tysiąca razy większe od Słońca. Te stadium gwiazdy trwa około miliona lat. Podobnie jak wszystkie inne olbrzymy i nadolbrzymy kończą jako supernowe. Czerwonym nadolbrzymem jest Betelgeza, znajdująca się w lewej górnej części gwiazdozbioru Oriona. Najprawdopodobniej największym nadolbrzymem jest gwiazda Epsilon Aurigae w gwiazdozbiorze Woźnicy. Badacze sądzą, że gwiazda ta ma średnicę 4 miliardów kilometrów, a więc jest aż 3 tysiące razy większa od Słońca i ponad 320 tysięcy razy większa od Ziemi. Obserwacje gwiazd Bellatrix, Rigel i Betelgeza najlepiej prowadzić w chłodnej porze roku, ponieważ obecnie Orion wschodzi i zachodzi wraz ze Słońcem i nie jest widoczny w nocy.

Źródło:

autopromocja

Pozostałe wiadomości

miniatura

Dzień skraca się błyskawicznie. Ile już go straciliśmy?

Dzisiaj, 08:08

Minął miesiąc od początku astronomicznego lata i jednocześnie najdłuższego dnia w roku. Przez cały ten czas dzień systematycznie się skracał, a noc wydłużała. W niektórych regionach kraju ubyła nam godzina ze Słońcem. Gdzie dzień skraca się najwolniej?

miniatura

Pogoda na żywo: Najnowsze wieści przez całą dobę

Dzisiaj, 00:00

Przez całą dobę, na żywo, monitorujemy to, co dzieje się w pogodzie w Polsce i na całym świecie. Jeśli w Waszej okolicy zdarzyło się coś ciekawego, czym chcecie się podzielić z innymi, to wysyłajcie do nas zdjęcia, filmiki i informacje. Z nami będziecie na bieżąco!

miniatura

5 sytuacji podczas burzy, które mogą nas kosztować życie

Wczoraj, 10:52

Polacy bardzo często ignorują ostrzeżenia meteorologów przed niebezpiecznymi zjawiskami pogodowymi, sądząc, że nic im nie grozi. Podczas burzy stają pod drzewami i parkują samochody nad studzienkami. Zobaczcie, jak może się to skończyć.

miniatura

W maju było cieplej niż teraz. Wkrótce to się może zmienić

Wczoraj, 10:10

Pogoda tego lata nas nie rozpieszcza. W wielu regionach naszego kraju w maju temperatury były wyższe niż są obecnie, w dodatku nie odnotowano jeszcze ani jednego upalnego dnia. Jednak wkrótce może się to zmienić. Czy czeka nas fala upałów z prawdziwego zdarzenia?

miniatura

Ulewy i podtopienia. W 2 dni spadło więcej niż przez miesiąc

25 lipca 2017, 09:05

Ulewy nawiedziły niektóre regiony naszego kraju. Zgodnie z ostrzeżeniami spadło tam nawet 100 mm deszczu, czyli więcej niż powinno przez miesiąc, co doprowadziło do licznych podtopień. Strażacy mają ręce pełne roboty, a to jeszcze nie koniec zmagań z żywiołem.

Komentarze

Dodaj komentarz